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1、第八章雷电和静电本讲稿第一页，共四十三页第一节第一节 雷电及防护雷电及防护雷电是一种自然现象。雷击会产生：极高的过电压极高的过电压(数千数千kV kV 数万数万kV)kV)极大的过电流极大的过电流(数十数十kA kA 数百数百kA)kA)造成设施或设备的毁坏，可能造成大规模停电，可能造成火灾或爆炸，还可能直接伤及人身。有关资料表明，全球平均每年因雷电灾害死亡人数超过3000人。直接损失80亿元。本讲稿第二页，共四十三页事故教训1989年，山东黄岛油库雷击事故，引发的大火烧了104小时才扑灭，死亡19人（其中消防人员17人）；烧掉原油3.6万吨，油库区沦为一片废墟。直接和间接损失达7千万元。19
2、92年，北京气象局16层气象中心大楼遭受雷击，楼内计算机、电子设备受损，中断通讯24小时，损失达数十万元。1994年4月，成都市周围有12个邮电局被雷电击中，损失达几百万元。本讲稿第三页，共四十三页一、雷电的产生一、雷电的产生密集在大地上空的水雾称为密集在大地上空的水雾称为云云，由于某种原因，由于某种原因带有正电或负电的云称为带有正电或负电的云称为雷云雷云，当雷云中电荷量，当雷云中电荷量增加到使其所产生的电场强度达到一定值时，周增加到使其所产生的电场强度达到一定值时，周围空气的围空气的绝缘绝缘性能就会遭到破坏，也就是性能就会遭到破坏，也就是被击穿被击穿，于是于是正、负雷云正、负雷云之间或之间或
3、雷云对大地雷云对大地之间就会发生强之间就会发生强烈的放电现象，形成大自然中的烈的放电现象，形成大自然中的闪电闪电和和雷鸣雷鸣。雷电的放电：先导放电、主放电、余辉阶段雷电的放电：先导放电、主放电、余辉阶段本讲稿第四页，共四十三页二、雷电的种类二、雷电的种类直击雷直击雷带带电电积积云云与与地地面面目目标标之之间间的的强强烈烈放放电电称称为为直直击击雷雷。直直击击雷雷是是雷雷电电直直接接击击中中电电气气设设备备或或线线路路，造造成成强强大大的的雷雷电电流流通通过过击击中的物体泄放入地。中的物体泄放入地。感应雷感应雷感感应应雷雷也也称称为为雷雷电电感感应应或或感感应应过过电电压压。感感应应雷雷是是指指
4、附附近近发发生生雷雷击击时时设设备备或或线线路路产产生生静静电电感感应应或或电电磁磁感感应应所所产产生生的的雷雷击击，它它分为分为:静电感应雷和电磁感应雷。静电感应雷和电磁感应雷。本讲稿第五页，共四十三页静电感应雷静电感应雷是是由由于于带带电电积积云云接接近近地地面面，在在架架空空线线路路导导线线或或其其他他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。在在带带电电积积云云与与其其他他客客体体放放电电后后，架架空空线线路路导导线线或或导导电电凸凸出出物物顶顶部部的的电电荷荷失失去去束束缚缚，以以大大电电流流、高高电电压压冲冲击击波波雷雷电电波波的的形形式式，沿沿线线路
5、路导导线线或或导导电电凸凸出出物物极极快快地传播。又称为感应过电压（感应雷）。地传播。又称为感应过电压（感应雷）。感感应应过过电电压压一一般般为为200200300kV300kV。最最高高可可达达400400500kV500kV。雷雷电电侵侵入入波波的的传传播播速速度度在在架架空空线线路路中中约约为为300m/s，在在电缆中约为电缆中约为150m/s。本讲稿第六页，共四十三页电磁感应雷电磁感应雷雷雷电电放放电电时时，巨巨大大的的冲冲击击雷雷电电流流在在周周围围空空间间产产生生迅迅速速变变化化的强磁场的强磁场 在邻近的导体上感应出很高的电动势。在邻近的导体上感应出很高的电动势。如系如系开口环状导
6、体开口环状导体，开口处可能由此引起，开口处可能由此引起火花放电；火花放电；如系如系闭合导体环路闭合导体环路，环路内将产生很大的，环路内将产生很大的冲击电流；冲击电流；如如闭合导体环路某处接触不良闭合导体环路某处接触不良，局部发热局部发热危险温度。危险温度。本讲稿第七页，共四十三页球 雷球球雷雷是是雷雷电电放放电电时时形形成成的的发发红红光光、橙橙光光、白白光光或或其其他他颜颜色色光光的的火火球球。是是一一团团处处在在特特殊殊状状态态下下的的带带电电气气体体。其其直直径径多多为为20cm20cm左右，运动速度约为左右，运动速度约为2m/s2m/s，存在时间为数秒钟到数分钟。，存在时间为数秒钟到数
7、分钟。出现概率出现概率约为雷电放电次数的约为雷电放电次数的2%2%。在雷雨季节，球雷可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。在雷雨季节，球雷可能从门、窗、烟囱等通道侵入室内。本讲稿第八页，共四十三页三、雷电参数三、雷电参数1.1.雷暴日雷暴日只要一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。只要一天之内能听到雷声的就算一个雷暴日。用用年年平平均均雷雷暴暴日日数数来来衡衡量量雷雷电电活活动动的的频频繁繁程程度度。单单位位d/a，我我国国把把年年平平均均雷雷暴暴日日不不超超过过15d/a的的地地区区划划为为少少雷雷区区，超超过过40d/a划为多雷区。划为多雷区。2.2.雷电流幅值雷电流幅值IsM主放电时冲击电流最
8、大值。主放电时冲击电流最大值。3.雷电流幅值概率雷电流幅值概率P年平均雷暴日大于年平均雷暴日大于20的一般地区：的一般地区：本讲稿第九页，共四十三页4.雷电流陡度雷电流陡度雷电流陡度是指雷电流随时间上升的速度。雷电流陡雷电流陡度是指雷电流随时间上升的速度。雷电流陡度越大，对电气设备造成的危害也越大。度越大，对电气设备造成的危害也越大。5.雷击冲击过电压雷击冲击过电压 前一部分决定于雷流的大小和雷电流通道的电阻前一部分决定于雷流的大小和雷电流通道的电阻；后一部后一部分分决定于雷电流通道的电感。决定于雷电流通道的电感。本讲稿第十页，共四十三页四、雷电的危害四、雷电的危害1.1.电性质的破坏作用电性
9、质的破坏作用(1)(1)毁坏电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；毁坏电气设备的绝缘，烧断电线或劈裂电杆，造成大规模停电；(2)(2)绝缘损坏可引起短路，导致火灾或爆炸事故；绝缘损坏可引起短路，导致火灾或爆炸事故；(3)(3)二次放电的电火花可能引起火灾或爆炸，二次放电也能造成电击；二次放电的电火花可能引起火灾或爆炸，二次放电也能造成电击；(4)(4)绝缘损坏后可能导致高压窜入低压，在大范围内带来触电的危险；绝缘损坏后可能导致高压窜入低压，在大范围内带来触电的危险；(5)(5)数十至百千安的雷电流流入地下，可能直导致接触电压电击和跨步数十至百千安的雷电流流入地下，可能直导致接触电
10、压电击和跨步 电压的触电事故。电压的触电事故。2.2.热性质的破坏作用热性质的破坏作用表现在直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物，从而造成火灾。表现在直击雷放电的高温电弧能直接引燃邻近的可燃物，从而造成火灾。3.3.机械性质的破坏作用机械性质的破坏作用表现为被击物遭到破坏，甚至爆裂成碎片。表现为被击物遭到破坏，甚至爆裂成碎片。本讲稿第十一页，共四十三页五、建筑物防雷的分类五、建筑物防雷的分类建建筑筑物物按按其其重重要要性性、生生产产性性质质、遭遭受受雷雷击击的的可可能能性性和和后后果果的的严严重性分为三类。重性分为三类。1.第一类防雷建筑物第一类防雷建筑物会造成大量人员伤亡和巨大财产损失
11、的易燃、易爆场所。会造成大量人员伤亡和巨大财产损失的易燃、易爆场所。2.第二类防雷建筑物第二类防雷建筑物国家级重要场所、楼堂馆所，一般易燃易爆场所，年预国家级重要场所、楼堂馆所，一般易燃易爆场所，年预计雷击次数大于计雷击次数大于0.06的省部级办公楼和人员密集场所，的省部级办公楼和人员密集场所，年预计雷击次数大于年预计雷击次数大于0.3的普通民宅、办公楼。的普通民宅、办公楼。3.第三类防雷建筑物第三类防雷建筑物省部级楼堂馆所，火灾危险区域的建筑物，年预计雷击省部级楼堂馆所，火灾危险区域的建筑物，年预计雷击次数比较少的地方。次数比较少的地方。本讲稿第十二页，共四十三页雷电危害的防护一般采用避雷针
12、、避雷器、避雷网、雷电危害的防护一般采用避雷针、避雷器、避雷网、避雷线等装置避雷线等装置将雷电直接导入大地将雷电直接导入大地。避雷针避雷针主要用来保护露天变配电设备、建筑物和构主要用来保护露天变配电设备、建筑物和构筑物；筑物；避雷线避雷线主要用来保护电力线路；主要用来保护电力线路；避雷网和避雷带避雷网和避雷带主要用来保护建筑物；主要用来保护建筑物；避雷器避雷器主要用来保护电力设备。主要用来保护电力设备。包括接闪器、引下线和接地装置。包括接闪器、引下线和接地装置。六、防雷装置六、防雷装置 本讲稿第十三页，共四十三页接闪器接闪器接接闪闪器器都都是是利利用用其其高高出出被被保保护护物物的的突突出出地
13、地位位，把把雷雷电电引引向向自自身身，然然后后通通过过引引下下线线和和接接地地装装置置，把把雷雷电电流流泄泄入入大大地，以此保护被保护物免受雷击。地，以此保护被保护物免受雷击。接接闪闪器器所所用用材材料料应应能能满满足足机机械械强强度度和和耐耐腐腐蚀蚀的的要要求求，还还应应有有足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。足够的热稳定性，以能承受雷电流的热破坏作用。接接闪闪器器的的保保护护范范围围一一般般只只要要求求保保护护范范围围内内被被击击中中的的概概率在率在0.1%即可。即可。本讲稿第十四页，共四十三页保护范围计算保护范围计算滚球法滚球法以过针尖并相切于地面的半径为以过针尖并相切于地面的半
14、径为hr的圆弧，水平自旋一周所形成的曲面圆锥的圆弧，水平自旋一周所形成的曲面圆锥体内，为该避雷针的保护范围。体内，为该避雷针的保护范围。nmnBAB线PhA 本讲稿第十五页，共四十三页单支（单支（）单支（单支（）本讲稿第十六页，共四十三页避雷器避雷器并联在被保护设备或设施上，避雷器并联在被保护设备或设施上，正常时处在不通的状正常时处在不通的状态。出现雷击过电压时，击穿放电，将雷电流或过电压态。出现雷击过电压时，击穿放电，将雷电流或过电压引入大地，发挥保护作用。过电压终止后，避雷器迅速引入大地，发挥保护作用。过电压终止后，避雷器迅速恢复不通状态，恢复正常工作。恢复不通状态，恢复正常工作。避雷器主
15、要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止避雷器主要用来保护电力设备和电力线路，也用作防止高电压侵入室内的安全措施。高电压侵入室内的安全措施。避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器和氧化锌避雷避雷器有保护间隙、管型避雷器和阀型避雷器和氧化锌避雷器。器。本讲稿第十七页，共四十三页阀型避雷器阀型避雷器阀型避雷器由火花间隙和阀片串联组成，并联于电气设阀型避雷器由火花间隙和阀片串联组成，并联于电气设备的外侧。备的外侧。避 雷器设备阀片接地装置雷电波三相线路火花间隙本讲稿第十八页，共四十三页1、基本元件、基本元件火花间隙火花间隙单个火花间隙由两个圆蝶形黄铜电极中间夹一个绝缘用单个火花间隙由两个圆蝶形黄铜
16、电极中间夹一个绝缘用的云母垫圈构成。的云母垫圈构成。阀片阀片阀片由碳化硅和粘合剂在一定的温度下烧结而成，形状为扇形阀片由碳化硅和粘合剂在一定的温度下烧结而成，形状为扇形圆柱体，它的电阻具有较强的非线性。主要作用是限制工频续流圆柱体，它的电阻具有较强的非线性。主要作用是限制工频续流。2、保护原理保护原理雷电波到雷电波到间隙击穿间隙击穿阀片电阻阀片电阻雷电流入地雷电流入地设备被保护设备被保护雷电消失雷电消失阀片电阻阀片电阻间隙恢复绝缘间隙恢复绝缘线路恢复正常。线路恢复正常。本讲稿第十九页，共四十三页引下线防雷装置的引下线应满足机械强度、耐腐蚀和热稳定的要求。引下线一般采用圆钢或扁钢，其尺寸和防腐蚀
17、要求与避雷网、避雷带相同。本讲稿第二十页，共四十三页防雷接地装置接接地地装装置置是是防防雷雷装装置置的的重重要要组组成成部部分分。接接地地装装置置向向大大地地泄泄放放雷雷电电流流，限限制制防防雷雷装装置置对对地地电电压压不不致致过高。过高。除除独独立立避避雷雷针针外外，在在接接地地电电阻阻满满足足要要求求的的前前提提下下，防雷接地装置可以和其他接地装置共用。防雷接地装置可以和其他接地装置共用。冲击接地电阻的概念冲击接地电阻的概念本讲稿第二十一页，共四十三页七、防雷技术七、防雷技术1、直击雷防护、直击雷防护（1）应用范围）应用范围第一类防雷建筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物的第一类防雷建
18、筑物、第二类防雷建筑物和第三类防雷建筑物的易受雷击部位应采取防直击雷的措施；易受雷击部位应采取防直击雷的措施；可能遭受雷击，且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料可能遭受雷击，且一旦遭受雷击后果比较严重的设施或堆料(露天油罐、露天储气罐等露天油罐、露天储气罐等)也应采取防直击雷的措施；也应采取防直击雷的措施；高压架空电力线路、发电厂和变电站等也应采取防直击雷的高压架空电力线路、发电厂和变电站等也应采取防直击雷的措施。措施。(2)基本措施基本措施直击雷防护的主要措施直击雷防护的主要措施装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷装设避雷针、避雷线、避雷网、避雷带。带。本讲稿第二十二页，共四十三页（3）二次放
19、电防护二次放电防护避雷针落雷时，雷电流在引下线和接地电阻上产生很高的电压降，可能在离被避雷针落雷时，雷电流在引下线和接地电阻上产生很高的电压降，可能在离被保护物最近处击穿它们之间的空气而损坏被保护物，这种现象叫作保护物最近处击穿它们之间的空气而损坏被保护物，这种现象叫作“反击反击”（二（二次放电）次放电）直击雷配电装置反击Ah越高越危险高压母线最小间距的规定：最小间距的规定：空气中：空气中：地中：地中：（指变配电装置）（指变配电装置）第一类建筑：第一类建筑：第二类建筑：第二类建筑：（民用建筑）（民用建筑）本讲稿第二十三页，共四十三页2、感应雷防护、感应雷防护防感应雷的措施主要是将建筑物或构筑物
20、上的金属体防感应雷的措施主要是将建筑物或构筑物上的金属体以及其保护范围内的金属体可靠接地。可单设接地装置，以及其保护范围内的金属体可靠接地。可单设接地装置，接地电阻不大于接地电阻不大于10，也可与电气设备接地装置共用。，也可与电气设备接地装置共用。3.雷电侵入波防护雷电侵入波防护属于雷电冲击波造成的雷害事故很多。在低压系统，这种属于雷电冲击波造成的雷害事故很多。在低压系统，这种事故占总雷害事故的事故占总雷害事故的70%以上。防雷电波的侵入，对于电力以上。防雷电波的侵入，对于电力线路及变配电装置主要采用避雷器和避雷线保护；对于各类线路及变配电装置主要采用避雷器和避雷线保护；对于各类建筑物则主要采
21、用相应部位接地的措施，低压线路有时也采建筑物则主要采用相应部位接地的措施，低压线路有时也采用避雷器。用避雷器。本讲稿第二十四页，共四十三页4、人身防雷 雷暴时，由于带电积云直接对人体放电，雷电流入地产雷暴时，由于带电积云直接对人体放电，雷电流入地产生对地电压，以及二次放电等都可能对人造成致命的电击。生对地电压，以及二次放电等都可能对人造成致命的电击。本讲稿第二十五页，共四十三页附：防雷九不要附：防雷九不要1）不要把羽毛球拍、锄头等扛在肩上和使用）不要把羽毛球拍、锄头等扛在肩上和使用有金属杆有金属杆的雨的雨伞。伞。2）打雷时不要开窗、打手机和电话，离开照明线、电话线、）打雷时不要开窗、打手机和电
22、话，离开照明线、电话线、电视和网络线，电视和网络线，不要拿喷头洗澡不要拿喷头洗澡。3）不要快速开摩托车、骑自行车，在野外要）不要快速开摩托车、骑自行车，在野外要关闭手机关闭手机。4）不要使用电器和）不要使用电器和水龙头水龙头。5）不要接触天线、）不要接触天线、金属门窗金属门窗等带电设备或金属装置。等带电设备或金属装置。6）不要躲入没有防雷设施的建筑物和）不要躲入没有防雷设施的建筑物和孤零零孤零零的棚屋、岗亭、路的棚屋、岗亭、路亭。亭。7）不要游泳，不要站立于）不要游泳，不要站立于山顶、楼顶山顶、楼顶。8）不要站在）不要站在空旷场地空旷场地以及树木、桅杆边上。以及树木、桅杆边上。9）野外遇雷不要
23、平躺地面，应两脚并拢，双手抱头，）野外遇雷不要平躺地面，应两脚并拢，双手抱头，蹲下身体蹲下身体，披上不透水的雨衣。披上不透水的雨衣。本讲稿第二十六页，共四十三页第二节第二节静电防护技术静电防护技术 物体内部失去平衡的相对静止的电荷叫静电。物体内部失去平衡的相对静止的电荷叫静电。静电在工业民用中的应用叫静电技术，静电可能静电在工业民用中的应用叫静电技术，静电可能引起爆炸，静电也可能造成二次事故。据统计，引起爆炸，静电也可能造成二次事故。据统计，静电灾害目前已占整个事故的静电灾害目前已占整个事故的10%10%左右，个别领域左右，个别领域高达高达34%34%之多。之多。本讲稿第二十七页，共四十三页静
24、电灾害事故案例静电灾害事故案例某企业将小型汽油储罐中的汽油用泵经底部阀门全部抽出某企业将小型汽油储罐中的汽油用泵经底部阀门全部抽出来时，因阀门安装在比罐底稍高的地方，为了稍稍提高油来时，因阀门安装在比罐底稍高的地方，为了稍稍提高油的水平面，往油罐里注水。的水平面，往油罐里注水。水是从储罐油面上约水是从储罐油面上约4.5m处自由落下的。处自由落下的。在注水在注水14min后后储罐发生了储罐发生了爆炸！爆炸！原因？原因？本讲稿第二十八页，共四十三页一、静电的起电方式1、接接触触-分分离离起起电电不不同同物物体体原原子子得得失失电电子子的的能能力力不不同同，当当紧紧密密接接触触时时将将发发生生电电子
25、子转转移移，在在分分界界面面两两侧侧出出现现大大小小相相等等、极极性性相相反反的的两两层层电电荷荷，称称之之为为双双电电层层，形形成成接接触触电电位位差差，约约为为几几mV几百几百mV。当突然分离时，便分别带异号静电。当突然分离时，便分别带异号静电。双电层丝绸（得电子）玻璃（失电子）本讲稿第二十九页，共四十三页2破破断断起起电电可可能能因因破破断断而而造造成成整整体体性性正正、负负电电荷荷分分离离产产生生静静电电的的现现象象叫叫破破断断起起电电。如如固固体体粉粉碎碎、液体分离所产生的静电。液体分离所产生的静电。3感感应应起起电电当当导导体体B与与接接地地体体C相相连连时时，在在带带电电体体A的
26、的感感应应下下，B的的端端部部出出现现正正电电荷荷，但但B对对地地电电位位仍仍然为零；当然为零；当B离开离开C时，时，B成为带电体。成为带电体。4电电荷荷迁迁移移当当一一个个带带电电体体与与一一个个非非带带电电体体接接触触时时，电电荷荷将将重重新新分分配配，即即发发生生电电荷荷迁迁移移而而使使非非带带电电体体带带电。电。本讲稿第三十页，共四十三页二、静电的种类固体静电：固体静电：固体物质大面积的接触固体物质大面积的接触-分离或大面积的摩擦分离或大面积的摩擦，以及固体物以及固体物质的粉碎等过程中质的粉碎等过程中，都可能产生强烈的静电。都可能产生强烈的静电。几万几十万几万几十万V V，静电火，静电
27、火花可引起火花和爆炸；花可引起火花和爆炸；人体静电：人体静电：人在活动过程中，人的衣服、鞋以及所携带的用具与其他材料人在活动过程中，人的衣服、鞋以及所携带的用具与其他材料摩擦或接触摩擦或接触-分离时，均可能产生静电。人体静电可达分离时，均可能产生静电。人体静电可达10000V10000V，能量小不会，能量小不会有致伤致死的危险。有致伤致死的危险。粉体静电：粉体静电：粉体是处在特殊状态下的固体，其静电的产生也符合双电粉体是处在特殊状态下的固体，其静电的产生也符合双电层的基本原理。粉体具有分散性，与空气的接触面积增加，使得材料层的基本原理。粉体具有分散性，与空气的接触面积增加，使得材料的稳定度降低
28、。由于悬浮状态，颗粒与大地之间总是通过空气绝缘的。的稳定度降低。由于悬浮状态，颗粒与大地之间总是通过空气绝缘的。静电电压可达几万静电电压可达几万V，部分物质容易被引爆；，部分物质容易被引爆；液体静电：液体静电：流动液体与管道内壁产生的双电层，终端积累静电；流动液体与管道内壁产生的双电层，终端积累静电；气体静电：气体静电：高速喷出，因接触分离或分裂等原因产生静电。高速喷出，因接触分离或分裂等原因产生静电。本讲稿第三十一页，共四十三页三、静电的特点三、静电的特点静电从整体上来说，其特点是电压高、能量小，而危害大。静电从整体上来说，其特点是电压高、能量小，而危害大。具体有：具体有：1、静电的电量小，
29、静电电压高。、静电的电量小，静电电压高。2、静电的能量不大或者说放电后的电流不大。一般不大于毫焦、静电的能量不大或者说放电后的电流不大。一般不大于毫焦级。级。3、绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消、绝缘体上的静电消失或泄漏的很慢，因此，必须设置消除静电的装置。除静电的装置。4、静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性，特、静电会放电。人体或金属体尖端放电都有极大的危险性，特别是在爆炸和火灾危险场所。别是在爆炸和火灾危险场所。5、静电会产生静电感应。可能会在导体或人体上产生电荷、静电会产生静电感应。可能会在导体或人体上产生电荷而且电压很高，而导致危险的火花放电。而且电压很高
30、，而导致危险的火花放电。6、静电是可以屏蔽的。、静电是可以屏蔽的。本讲稿第三十二页，共四十三页四、四、静电的消失静电的消失1、静电中和静电中和是是通通过过空空气气发发生生的的。由由于于空空气气中中存存在在带带电电粒粒子子，当当带带电电体体在在同同空空气气的的接接触触时时，其其所所带带电电荷荷逐逐渐渐得得到到中中和和。空空气气中中的的自自然然存存在在的的带带电电粒粒子子极极为为有有限限，中中和和是是极极为为缓慢的，一般不会被觉察到。缓慢的，一般不会被觉察到。带带电电体体上上的的静静电电通通过过空空气气迅迅速速的的中中和和发发生生在在放放电电时。时。本讲稿第三十三页，共四十三页2、静电泄漏、静电泄
31、漏绝缘体上较大的泄漏有两条途径：绝缘体上较大的泄漏有两条途径：一条是绝缘体表面泄漏；（遇到的是表面电阻）；一条是绝缘体表面泄漏；（遇到的是表面电阻）；另一条是绝缘体内部泄漏。（遇到的是体积电阻）。另一条是绝缘体内部泄漏。（遇到的是体积电阻）。半半值值时时间间泄泄漏漏到到Q=Q0/2时时所所用用的的时时间间。用用于于衡衡量量静静电电泄泄漏的快慢，亦即衡量危险性的大小。漏的快慢，亦即衡量危险性的大小。湿湿度度对对泄泄漏漏影影响响随随着着湿湿度度增增加加绝绝缘缘体体表表面面电电阻阻大大为为降低降低静电泄漏静电泄漏加速加速。本讲稿第三十四页，共四十三页五、静电的影响因素五、静电的影响因素1、的的高高阻
32、阻材材料料容容易易产产生生和和积积累累静静电电，影影响响材材料料电电阻阻率率的的杂杂质质将影响其静电特性。将影响其静电特性。一一般般情情况况下下，杂杂质质有有增增加加静静电电的的趋趋势势；但但如如杂杂质质能能降降低低原原有有材材料料的的电电阻阻率，则加入杂质有利于静电的泄漏率，则加入杂质有利于静电的泄漏。2、接触面积，接触压力越大，分离速度越高，静电越强。、接触面积，接触压力越大，分离速度越高，静电越强。管管道道内内壁壁越越粗粗糙糙，接接触触面面积积越越大大，冲冲击击和和分分离离的的机机会会也也越越多多，流流动动电电流流就越大。就越大。对于粉体，颗粒越小者，一定量粉体的表面积越大，产生静电越多
33、。对于粉体，颗粒越小者，一定量粉体的表面积越大，产生静电越多。3、干燥环境容易产生静电（相对湿度低于、干燥环境容易产生静电（相对湿度低于30%）本讲稿第三十五页，共四十三页六、静电的危害1.爆炸和火灾爆炸和火灾静电能量虽然不大，但电压高则易放电出现电火花，该火花在有爆炸性静电能量虽然不大，但电压高则易放电出现电火花，该火花在有爆炸性气体、爆炸性粉尘或可燃性物质且浓度达到爆炸或燃烧极限时，可能发气体、爆炸性粉尘或可燃性物质且浓度达到爆炸或燃烧极限时，可能发生爆炸和火灾。生爆炸和火灾。静电在一定条件下引起爆炸和火灾，其充分和必要条件是：静电在一定条件下引起爆炸和火灾，其充分和必要条件是：（1）周围
34、空间必须有可燃性物质存在；）周围空间必须有可燃性物质存在；（2）具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和周）具有产生和积累静电的条件，包括物体本身和周围环境有产生和积累静围环境有产生和积累静电的条件；电的条件；（3）静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，产生静电火花；）静电积累到足够高的电压后，发生局部放电，产生静电火花；（4）静电火花能量大于或等于可燃物的最小点火能量。）静电火花能量大于或等于可燃物的最小点火能量。本讲稿第三十六页，共四十三页2.静电电击静电电击当人体接近静电体或带静电的人体接近接地体时，都可当人体接近静电体或带静电的人体接近接地体时，都可能遭到电击，但由于静电能量很小，电
35、击本身对人体不致能遭到电击，但由于静电能量很小，电击本身对人体不致造成重大伤害，然而很容易造成坠落等二次伤害事故。造成重大伤害，然而很容易造成坠落等二次伤害事故。3.妨碍生产妨碍生产有些生产工艺过程，静电会妨碍生产或降低产品质量。有些生产工艺过程，静电会妨碍生产或降低产品质量。如纺织、粉体加工、塑料、橡胶、印刷、胶片等行业，以如纺织、粉体加工、塑料、橡胶、印刷、胶片等行业，以及电子控制元件、自动化仪表由于静电而误动作，使其控及电子控制元件、自动化仪表由于静电而误动作，使其控制的生产线程序混乱，导致产品不合格。制的生产线程序混乱，导致产品不合格。本讲稿第三十七页，共四十三页七、防静电的措施1 1
36、环境危险程度的控制环境危险程度的控制 静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。为了防止静电的危静电引起爆炸和火灾的条件之一是有爆炸性混合物存在。为了防止静电的危害，可采取以下控制所在环境爆炸和火灾危险性的措施。害，可采取以下控制所在环境爆炸和火灾危险性的措施。(1)(1)取代易燃介质。取代易燃介质。在不影响工艺过程、产品质量和经济许可的情况下，尽量用不可燃介在不影响工艺过程、产品质量和经济许可的情况下，尽量用不可燃介质代替易燃介质。质代替易燃介质。(2)(2)降低爆炸性混合物的浓度。降低爆炸性混合物的浓度。在爆炸和火灾危险环境，采用通风装置或抽气装置及时排出爆炸性混在爆炸和火灾危险环
37、境，采用通风装置或抽气装置及时排出爆炸性混合物。合物。(3)(3)减少氧化剂含量。减少氧化剂含量。这种方法实质上是充填氮、二氧化碳或其他不活泼的气体，减少爆炸性混合物中这种方法实质上是充填氮、二氧化碳或其他不活泼的气体，减少爆炸性混合物中氧的含量不超过氧的含量不超过8%8%时即不会引起燃烧。时即不会引起燃烧。本讲稿第三十八页，共四十三页2工艺控制工艺控制(1)材料的选用材料的选用(2)限制摩擦速度或流速限制摩擦速度或流速(3)改变注油方式改变注油方式1）往油箱、油罐注油时，应从底部压入。）往油箱、油罐注油时，应从底部压入。2）从顶部往油箱、油罐注油时，可改变注油管头的形状或）从顶部往油箱、油罐
38、注油时，可改变注油管头的形状或将注油管插到底部。将注油管插到底部。(4)清除油罐或管道内的杂质或积水，以利于减少静电。清除油罐或管道内的杂质或积水，以利于减少静电。(5)合理选用防爆设备和装设松弛容器。合理选用防爆设备和装设松弛容器。本讲稿第三十九页，共四十三页3接地和屏蔽接地和屏蔽(1)导体接地导体接地接接地地是是消消除除静静电电危危害害最最常常见见的的方方法法，它它主主要要是是消消除除导导体体上的静电。金属导体应直接接地。上的静电。金属导体应直接接地。（2）导电性地面）导电性地面采采用用导导电电性性地地面面，实实质质上上也也是是一一种种接接地地措措施施。有有利利于于泄漏设备及人体上的静电。
39、泄漏设备及人体上的静电。(3)绝缘体接地绝缘体接地绝缘体宜通过为绝缘体宜通过为1106或稍大一些的电阻接地。或稍大一些的电阻接地。(4)屏蔽屏蔽它它是是用用接接地地导导体体(即即屏屏蔽蔽导导体体)靠靠近近带带静静电电体体放放置置，以以增增大大带带静静电电体体对对地地电电容容，降降低低带带电电体体静静电电电电位位，从从而而减减轻轻静静电放电的危险。电放电的危险。本讲稿第四十页，共四十三页4增湿增增湿湿适适用用于于绝绝缘缘体体上上静静电电的的消消除除。但但增增湿湿主主要要是是增增强强静静电电沿沿绝绝缘缘体体表表面面的的泄泄漏漏，而而不不是是增增加加通通过过空空气气的的泄泄漏漏。因因此此，增增湿湿对
40、对于于表表面面容容易易形形成成水水膜膜或或表表面面容容易易被被水水润润湿湿的的绝绝缘缘体体有有效效，而而对对于于表表面面不不能能形形成成水水膜膜、表表面面水水分分蒸蒸发发极极快快的的绝绝缘缘体体或孤立的带静电绝缘体，增湿也是无效的。或孤立的带静电绝缘体，增湿也是无效的。一般从相对湿度上升到一般从相对湿度上升到70%左右起，静电很快地减少。左右起，静电很快地减少。本讲稿第四十一页，共四十三页5抗静电添加剂抗静电添加剂是化学药剂化学药剂，具有良好的导电性导电性或较强的吸湿吸湿性。加入抗静电添加剂之后，能降低材料的体积电阻率或能降低材料的体积电阻率或表面电阻率表面电阻率，消除静电的危险。注意：注意：对于悬浮粉体和蒸气静电，因其每一微小的颗粒(或小珠)都是互相绝缘的，所以任何抗静电添加剂都不起作用。本讲稿第四十二页，共四十三页6静电中和器又又叫叫静静电电消消除除器器，装装置置能能产产生生电电子子和和离离子子，中中和和物物料上的静电电荷。料上的静电电荷。(1)感应式中和器：不需外电源，消除不彻底。：不需外电源，消除不彻底。(2)高压式中和器：需外加电源，消除彻底。：需外加电源，消除彻底。(3)放射线中和器：不需外电源，不产生火花，用于危险环境。：不需外电源，不产生火花，用于危险环境。放电针带负电的物体本讲稿第四十三页，共四十三页